公路混凝土裂缝产生的原因和预防措施

周庆

【摘要】本文针对公路混凝土裂缝产生的原因和预防措施，结合工程实例，先分析了公路混凝土裂缝形成的原因，接着论述了相应的预防措施。分析结果表明，裂缝是混凝土公路施工中比较常见的病害，引发裂缝的原因比较多，具有设计原因、管理原因，也有材料原因和环境原因。虽然混凝土裂缝无法从根本上的得到有效规避和处理，但可以通过一系列行之有效的措施和手段进行预防，降低裂缝混凝土公路造成的影响，提升路面质量和使用寿命，值得高度重视。

【关键词】公路工程;混凝土;裂缝;预防措施

【引言】混凝土路面具有较高的稳定性，而且维护成本低，是目前我国公路工程常用的路面形式之一。但混凝土结构组成复杂，水泥具有水化热的特性，因此，裂缝的可观存在的，很难从根本上得到有效规避，但通过科学合理的预防措施，可降低裂缝对混凝土路面造成的影响。基于此，开展公路混凝土裂缝产生的原因和预防措施的研究就显得尤为必要。

1、工程概述

某公路工程，总长度为15.68km，路基底基层为10%的白灰土，宽度为10.2m，厚度达到16cm。基层为5%的水泥稳定砂砾，为9.8m，厚度为15cm。面层混凝土路面的宽度为8m，厚度达到20cm。本工程混凝土路面设计的标准抗弯强度为4.9MPa。

2、公路混凝土裂缝产生的原因

2.1龟裂及原因

在混凝土路面上经常会发生不同程度的龟裂，也被称之为塑性收缩裂缝，主要表现为混凝土浇筑完成之后，长时间处于塑性状态，表面暴露在空气中，水分蒸发速度比较快，温度降低速度较快，而且内部水分蒸发速度慢，温度降低速度较慢【1】。在混凝土塑性收缩变形的影响，就会形成龟裂。此种裂缝多发生在路面表面，且呈现不规则分布，长短、宽窄、深浅不一，体现为龟裂状态，深度通常在20～50mm之间，虽然此种裂缝对路面结构性能的影响比较小，但外观难看，如果长时间存在，空气中的水分和有机物会造成较大侵蚀，从而引起更大的病害。

此种裂缝的主要成因是：混凝土浇筑完成之后，没有及时开展养护，尤其是在炎热夏季，或者风力比较大的天气，会导致表面水分快速蒸发，致使混凝土发生急剧收缩。刚浇筑完成的混凝土强度几乎为零，难以抵抗塑性应力，从而形成裂缝。此外，在具体施工中，为满足混凝土对可泵性、流动性的要求，混凝土的坍落度和砂率比都比较大。比如：在本工程施工中，要求混凝土的坍落度为2.5cm，但实际施工时坍落度达到5cm，甚至是7cm，特别是夏季施工，掺入缓凝剂的混凝土早期强度较低，在表面就极易发生龟裂问题。

2.2线裂及原因

所谓线裂，指的是在混凝土路面上呈现纵向或者斜向裂缝，裂缝长短不一，短裂缝只有几厘米，长裂缝可达几十厘米，如果情况严重，甚至会贯彻整个混凝土路面。相比于龟裂，线裂处理难度更大，多以预防为主，一旦发现需要重新浇筑，因此，在公路施工中，必须加强线裂预防控制。

此种裂缝的主要成因体现在两个方面，其一是施工工艺选择不当，在施工中过于追求施工进度，基层没有压实、接搓效果欠佳、没有喷水润湿处理，或者混凝土摊铺厚度不达标，振捣方法不合理，振捣密实度不足等。其二是使用不当，在混凝土路面没有达到设计强度之前，就开发交通，致使混凝土局部集中受理而发生线裂。或者混凝土板块边缘缺乏有效的保护，在汽车荷载横向碾压下，也会形成线裂。

2.3断裂及成因

所谓断裂指的是混凝土路面发生横向断开的条形裂缝，断裂对混凝土造成的影响非常大，如果情况严重，甚至会威胁到路面结构的使用性能，引发交通事故。在施工中不洗加强控制【2】。

此种裂缝的主要成因也体现在两个方面，其一是混凝土收缩变形引起断裂，混凝土在干缩过程中，收缩值可达0.2mm/m～1.0mm/m，周围温度每变化1℃，在混凝土的变形值就为0.01mm/m。白天温度较高，可使混凝土结构内部温度不一致，表面温度往往高于内部温度， 致使混凝土板体中间拱起，也夜间温度较低，混凝土底面温度高于表面温度，会导致混凝土板体发生两头翘曲，从而形成温度应力，当温度应力超过混凝土的界限强度时，就会发生拉裂。

3、公路混凝土裂缝预防措施

3.1龟裂预防措施

为避免混凝土路面发生龟裂状态，需要结合工程特性和结构，选择合适的水泥品种和混凝土强度等级，尽量避免使用高强度水泥。混凝土浇筑完成之后，立即进行覆盖养护，为混凝土的固化成型营造良好的环境。尤其是在夏季施工中，必须选择在下午或者晚上施工，以降低温度对混凝土施工质量造成的影响。此外，在进行混凝土施工中，在保证施工质量和安全性的基础上，尽量降低混凝土的坍落度，在本工程混凝土配制中，寻找了中砂，以降低砂率，并对骨料的含泥量进行严格控制。

为降低水化热对裂缝造成的影响，在混凝土配制中可适量的掺合料、外加剂，如粉煤灰、高效减水剂等。并保证掺合料和外加剂作为混凝土的主要组成部分。以降低水泥用量，降低水化热，进而达到改善混凝土工作性能及降低施工成本的效果。

针对已经发生的龟裂问题，可在混凝土初凝之后，终凝之前进行第二次抹光操作，将裂缝问题彻底处理之后，才能进入下一道工序施工，同时及时进行洒水养护【3】。

3.2线裂预防措施

在公路混凝土施工中，必须严格按照相关规范和标准进行施工，以保证混凝土施工质量，必须切实做好基层压实工作，保证接搓良好，保证路基具有足够的湿润性。在混凝土摊铺时，必须具有足够的均匀性，振捣必须密实，振捣完成之后要及时开展养护操作。在交通开放之前，需要等混凝土强度达到设计之后，再开发交通，并加强对混凝土板块边缘的保护力度。

在模板施工中，需要在模板上均匀涂抹脱模剂，形成一层较薄的隔离层，避免混凝土和模板发生粘结。此种做法不但可以有效抑制裂缝，而且便于拆模。此外，在进行混凝土浇筑过程中，需要先将基层和模板浇水浸湿，以免吸收混凝土中的水分。特别是在夏季施工中，要嚴格控制混凝土的浇捣温度，尽量低温入模和低温养护，如果天气炎热，可经过试验采用冰块，降低混凝土原材料的温度。

在混凝土振捣过程中，必须严格遵循快插慢拔的原则，且振捣点需要均匀布设，每次振捣都要严格控制振捣时间，按照混凝土配比确定的坍落度控制振捣时间，严禁存在漏振和过振问题。在本工程施工中，混凝土振捣时间控制在20～30s之间，如果振捣时间过短，难以保证振捣的密实度，气泡无法排出，容易形成裂缝【4】。如果振捣时间过长，则可能引起分层离析问题，采用二次振捣、二次抹面技术，将混凝土泌水全部排出，保证混凝土的强度和施工质量。

混凝土振捣完成之后要及时开展养护工作，尤其是对新浇筑的混凝土，必须加强养护，本工程了施工范围较大，为降低养护成本，采用了覆盖草席，定期洒水养护的方法，按照当地的气候条件，及时调整洒水量和洒水次数，以提升混凝土的早期强度，保证混凝土在相同的龄期中具有足够的弹性模量、抗拉强度，降低早期收缩变形量。必须严格控制好混凝土养护情况。

3.3断裂预防措施

在公路混凝土路面施工中，在保证混凝土具有足够强度、可泵性的基础上，尽力降低单位用水量，选择的砾石尽量不超过160kg/m?，碎石的含量最大不应超过170kg/m?【5】。在混凝土配制和施工中，必须严格控制坍落度，现场搅拌时混凝土的坍落度不应超过2.5cm，如果选择了商品混凝土，则坍落度不应大于7cm。尽量降低水泥用量，增加骨料用量。

【结束语】

综上所述，本文结合工程实例，分析了公路混凝土裂缝产生的原因和预防措施，分析结果表明，引发公路混凝土裂缝的原因非常多，常见的裂缝包括龟裂、线裂、断裂等。不同裂缝的成因也不相同，需要结合裂缝形成的原因，选择科学合理的预防控制，以保证总体施工质量。

【参考文献】

[1]徐宏，郭永伟.公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术的应用剖析[J].山西建筑，2018，044（018）：79-80.

[2]燕玉晨，文俊强.钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用[J].工程技术研究，2019，4（05）：67+75.

[3]张坤牧.钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用分析[J].西部交通科技，2019，138（01）：115-118.